• contact
• achtergronden
• thema's
• projecten
• zonneterp

• login
• inhoud
• Westland

Eerste tussenrapport (H 4-6)

Zonneterp scenario’s

Download dit rapport in pdf formaat (download bijlage in pdf-formaat)

Schaalgrootte, organisatievorm en dimensionering zijn centrale vragen in dit onderzoek. Als kapstok wordt een 4-tal scenario’s voorgesteld.  

Zonneterp hoofdtypen / scenario’s:

• Wintertuin / Integrale Zonneterp: kas is geen zelfstandig / privaat glastuinbouwbedrijf, maar onderdeel van de woon- (en werk?) wijk (van 200 – 400 woningen). De zonneterp biedt een bijzonder leefmilieu.

• Autarkie: Een glastuinder zet enkele zonneterp (bedrijfs-)woningen op eigen grond (zeg max. 9, dan is er maximale vrijheid voor eigen infrastructuur).  Dit scenario is het meest kansrijk in afgelegen gebied.

• Zonnecluster: Groot glastuinbouwbedrijf of een cluster van glastuinbouwbedrijven heeft de installaties en professionaliteit voor (duurzame) energievoorziening van woningen. Voorbeeld: Bergerden.

• Regionaal Energieweb: optimalisatie van productie en benutting van energie en (rest-)stoffen. Stedenbouw op basis van lokaal Energieweb. Primaat aan balancering van de nutsinfrastructuur: energie en water.

Ad 4. Het Regionaal Energieweb sluit aan bij een actuele discussie binnen de gemeente Westland. Moet het Westland aantakken op het Rijnmonds warmtenet (Shell en Nuon)? Het antwoord op deze vraag heeft implicaties voor de Zonneterp. Het Rijnmonds warmtenet levert hoogwaardige warmte (> 55°C). In Rotterdam Hoogvliet komt het neer op de verplichting (voor corporaties) om bij woningnieuwbouw HW-warmte af te nemen. Daar zijn ook nadelen aan verbonden. Het belangrijkste nadeel in het kader van dit haalbaarheidsonderzoek is dat HT-stadsverwarming in de weg staat aan toepassing van duurzamer vormen van warmtevoorziening voor woning en tapwater.

In het Westland is nu reeds veel warmte beschikbaar uit het warmte/kracht-vermogen (WKK) van glastuinders. Westland Energie zal als geen ander kunnen uitrekenen hoe groot het potentiële restwarmtevermogen in het Westland nu reeds is. 

Indien wordt gekozen voor een warmtenet, is te overwegen geen (of slechts ten dele) Rijnmondse restwarmte te gebruiken maar WKK-restwarmte van glastuinders. Dat bevrijdt hen van warmteoverschotten althans kan het rendement van hun WKK-vermogen vergroten door uitkoeling van het retourwater. Techniek, dimensionering en businessmodel van zo’n warmtenet vragen wel om nadere studie. Bovendien is het niet evident dat een dergelijk systeem over de seizoenen heen de gewenste stabiliteit brengt. Dagopslag van warmte kan relatief eenvoudig (en is standaard gebruik in de GTB). Seizoensopslag (van hoogwaardige warmte) is een ander verhaal.

Stel dat een regionaal verwarmingsnet serieus overwogen wordt. Dan is voor de zonneterp belangrijk te weten: wordt het een HT of LT-warmtenet? Waarover later meer (hoofdstuk ‘Warmtenet’).

Ad 3. Het Zonnecluster is minder ambitieus dan het Regionaal Energieweb. Het ontwerp van de lokale nutsinfrastructuur betreft niet een hele regio maar een bepaalde locatie. Belangrijk is dan wel dat voldoende schaalniveau wordt bereikt voor een professionele en stabiele lokale nutsvoorziening.

Voor de gewenste schaalgrootte kan worden gedacht aan: 

• verknoping van de woonwijk aan een groot glastuinbouwbedrijf; of
• verknoping van de woonwijk met een (coöperatief) cluster van glastuinbouwbedrijven, met gemeenschappelijke nutsvoorzieningen.

De clustervorming op zich is natuurlijk wel ambitieus. Want hoe krijg je een tuinderscoöperatie op een bepaalde plek bijeen? Waarbij die coöperatie tevens nutsvoorziener wordt van de nabij gelegen woonwijk.

Een ander beeld is het Energieproducerende kassen-cluster.

Hoe dit Energieproducerende kassencluster bijeen moet worden gebracht en hoe de (collectieve) koude-/warmteopslag wordt gestructureerd is een vraag apart. Daarbij komt bovendien de coördinatie van de koude/warmte opslag in de bodem (KWO) om de hoek kijken. Deze coördinatie zou op zich wel een extra reden kunnen zijn voor de clustervorming.

figuur: een cluster van energieproducerende kassen levert zeer laagwaardige warmte aan woningen.

Warmtenet

Ook zonder Energieproducerende kassen is het goed denkbaar dat woningen warmte betrekken uit de glastuinbouw. Belangrijke vraag daarbij is of gebruik wordt gemaakt van hoogwaardige of laagwaardige warmte.

figuur: bestaande mogelijkheden voor warmtelevering vanuit de glastuinbouw

Voordeel van het leveren van hoogwaardige warmte is dat de warm tapwatervoorziening met de warmtelevering kan worden gedekt.

Voordelen van gebruik van laagwaardige (LW) warmte zijn:

• hoger opwekkingsrendement;
• minder energieverlies bij warmtetransport;
• uitkoeling van koelwater, wat voor de tuinders doorgaans gunstig is;
• verhoogd verwarmingscomfort in de woningen.

Bij gebruik van LW-warmte wordt het bovendien denkbaar dat op termijn niet (alleen) WKK-restwarmte voor het warmtenet zal worden gebruikt, maar ook zonnewarmte uit Energieproducerende kassen.

Een nadeel is er ook. Zo zal voor bereiding van warm tapwater in de woningen een nadere oplossing moeten worden gekozen.  

Energietransitie – hybride Z/LT warmtenet

Voor dit onderzoek wordt overwogen in te steken op een warmte-infrastructuur (voor de woningen) die gebruik maakt van zowel LW (korte termijn) als van Zeer Laagwaardige zonnewarmte (ZLW, langere termijn, na de komst van meer energieproducerende kassen): Het hybride Z/LT warmtenet. Dit is dan een warmtesysteem dat deels is gebaseerd op de WKK-inrichting en deels op de KWO (koude/warmte opslag) voor de Energieproducerende kassen.

In een toekomst met Energieproducerende kassen is er sprake van ondergrondse seizoensopslag van warmte (KWO). Dat betekent dat de zomer zonnewarmte in de winter kan worden benut. Het hybride Z/LW warmtenet schept daarvoor dan de mogelijkheid.

illustratie hybride LT-warmtenet: combinatie van retourwater van kasverwarming en zonnewarmte, geoogst in de kas en opgeslagen in een aquifer (watervoerende laag).

Actief balanceren

Door de warmte-infrastructuur voor de woningverwarming te enten op zowel gebruik van LW als ZLW kan in de toekomst de inzet van de verschillende warmtetypes worden geoptimaliseerd. Factoren die daarbij van invloed zullen zijn:

• Warmtebalans in de bodem
• Profijtelijkheid van elektriciteitsproductie
• Noodzaak om koelwater verder uit te koelen
• Benodigde bronwarmte voor woningtemperatuur (op basis van praktijkervaring)

Bij ontwerp van Lage temperatuur verwarmingssystemen (LTV) wordt nu uitgegaan van verwarmingswater op ongeveer 40°C. De praktijk leert echter dat LTV-systemen (met warmtepomp en vloerverwarming) werken met lagere warmteafgifte-temperaturen. De hoeveelheid en soort warmte die voor woningverwarming nodig is wordt sterk bepaald door isolatiewaarden en ventilatiesysteem van de woning.

Koeling

Koeling is voor de woningen ook een aandachtspunt. In de nieuwe normen (1 januari 2006) voor energieprestaties van nieuwbouwwoningen (EPC) wordt rekening gehouden met de koelbehoefte.

Betere energieprestaties én een verhoogd comfort
Laagwaardige warmte kent over het algemeen een hoger opwekkingsrendement en minder distributieverlies dan hoogwaardiger warmte. Dit is een reden om aan te nemen dat een LT-warmtenet een groter EPC voordeel biedt dan HT-stadsverwarming.

Ter vergelijking: Bij HT-stadsverwarming mag rekening worden gehouden met 10% EPC-verbetering t.o.v. HR 107 kombi ketel CW 3. Bij een LT-warmtenet wordt uitgegaan van een EPC-verbetering van 12%. Een verdere verbetering is bovendien te bewerkstelligen met goed doordachte oplossingen voor de warm tapwatervoorziening. Bovenstaand een illustratie van een aangepast warmtesysteem dat in samenwerking met klimaatsystemen leverancier Itho is geschetst. Deze oplossing levert naar verwachting niet alleen EPC-winst, maar bovendien verhoogd wooncomfort, in de vorm van zomerkoeling en een hoge warm tapwater klasse (CW 6).

Water en biomassa

In het ontwerp van de Zonneterp is er veel aandacht voor water. De inzet daarbij is benutting van het potentieel van de (afval-)waterstromen en gebruik maken van de mogelijkheid tot waterzuivering in de Energieproducerende kas. Innovatieve elementen daarin zijn:

• bronscheiding van verschillende (huishoudelijke) afvalwaterstromen;
• lokale, decentrale waterzuivering van (brongescheiden) huishoudelijk en bedrijfsafvalwater; en
• lokale recirculatie en integraal waterketenbeheer. 

De waterzuivering in de zonneterp is verweven met brandstofwinning (biogas) door vergisting.

In een kassen – woningen combinatie zijn 2 hoofd afvoerwaterstromen te (onder)scheiden.

• De ‘droge’ energierijke stroom; en 
• De ‘natte’ nutriëntrijke stroom.

De energierijke stroom bestaat uit zwartwater (fecaliën) en GFT (uit kassen en woningen). De nutriëntrijke stroom bestaat uit geel-, grijs- en spuiwater. Eventueel aan te vullen met effluent na vergisting van de energierijke stroom. De natte bron wordt gevoed door het hemelwater (in de kas) en leidingwater (in de woningen).

Verder is onderscheid te maken tussen structuurrijke (grove) en fijne biomassa. Het structuurrijke materiaal komt in aanmerking voor compostering. Het fijne materiaal voor vergisting. Onderstaand een schematisch weergave van de mogelijkheden om lokale water- en biomassastromen integraal te verwerken tot bruikbare producenten.

Inmiddels is een globale verkenning uitgevoerd van praktische mogelijkheden die een lokaal/decentraal water(zuiverings)systeem biedt. Dit met een opmerkelijk resultaat: gecombineerde zuivering van huishoudelijk grijswater en kasspui levert naar verwachting een hoog zuiveringsrendement.

Het afvalwater afkomstig uit kassen is rijk aan nitraat. Denitrificatie verloopt moeizaam, bij gebrek aan organische stof in het kasspui. Grijs water afkomstig van huishouden bevat juist veel organische stof. Een goed gebalanceerde combinatie van beide afvalwaterstromen zou het zuiveringsrendement kunnen optimaliseren. Indicatief wordt thans gerekend met een verhouding 5 – 25 huishoudens op 1 ha kas. 

Als uitgangspunt voor het watersysteem dient nu een globaal ontwerp. Belangrijke elementen daarin zijn:

• Bronscheiding bij de huishoudens: grijswater en zwartwater.
• Gebruik van een vacuümriool (voor zwartwater en organisch keukenafval).
• Toepassing van insinkerators/squeezers voor het organisch keukenafval.
• Vergisting van zwartwater, organisch keukenafval en plantresten uit de kassen.
• Compostering van vergistingsdigestaat en structuurrijke plantresten uit de kassen.
• Gebalanceerde / gecombineerde zuivering van kasspui en huishoudelijk grijswater.
• Optie: bronscheiding bij de toiletten; afzonderlijke afvoer van geelwater (urine).

In de bijlage ‘Water en Biomassa binnen Zonneterp’ van 24 februari 2006 worden de verschillende onderdelen van dit ontwerp nader toegelicht. Tevens worden daarbij activiteiten geïnventariseerd die wenselijk zijn voor globale uitwerking van het waterontwerp. Gegeven de beschikbare tijd en budget is volledige uitvoering van al deze activiteiten niet mogelijk. Wel wordt voorgesteld een quickscan te doen op de haalbaarheid van het globale ontwerp. 

Zonneterp is een initiatief van Innovatienetwerk Groene Ruimte en Agrocluster. Het is gebaseerd op een uitvinding van van dr ir E. van Andel van Fiwihex BV. Aan de inhoud van deze site wordt grote zorg besteed, maar de juistheid en toepasselijkheid van de geboden informatie wordt niet gegarandeerd. Eventuele onjuistheden kunnen worden gemeld via zonneterp@xs4all.nl. Deze site is eigendom van elannet bv.